Não é possível inserir arquivos PDF em documentos do Word (ainda não experimentei o Word 2010, portanto, não sei se isso mudou no Word 2010).
A única maneira de inserir imagens vetoriais em um documento do Word é usando o formato de arquivo EPS (encapsulated postscript).
Convertendo um PDF para EPS
Adobe Illustrator
Abra o arquivo PDF no Illustrator e salve-o como um arquivo EPS.
Adobe Acrobat Professional
Abra o arquivo PDF no Acrobat Pro e, em seguida, exporte-o para EPS
File > Export > Postscript > Encapsulated Postscript
Inkscape (programa de gráficos vetoriais de código aberto)
Abra o arquivo PDF no Inkscape e salve-o como um arquivo EPS.